GBT 14847-2010 重掺杂衬底上轻掺杂硅外延层厚度的红外反射测量方法

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1、lCS29．045H80园亘中华人民共和国国家标准GB／T14847—2010代替GB／T14847--1993重掺杂衬底上轻掺杂硅外延层厚度的红外反射测量方法Testmethodforthicknessoflightlydopedsiliconepitaxiallayersonheavilydopedsiliconsubstratesbyinfraredreflectance2011-0卜10发布2011-10-01实施宰瞀鹊紫瓣訾襻瞥霎发布中国国家标准化管理委员会促19前言GB／T14847--2010本

2、标准代替GB／T14847--199M重掺杂衬底上轻掺杂硅外延层厚度的红外反射测量方法》。本标准与GB／T148471993相比，主要技术内容变化如下：——修改原标准“1主题内容与适用范围”中衬底和外延层室温电阻率明确为在23℃下电阻率，增加在降低精度情况下，该方法原则上也适用于测试0．5pm～2pm之间的N型和P型外延层厚度；——修改原标准“2引用标准”为“规范性引用文件”，增加有关的引用标准；——增加“3术语和定义”部分；——补充和完善“4测试方法原理内容”；——增加“5干扰因素部分”；——原标准5改为7

3、，删除“5．1衬底和外延层导电类型及衬底电阻率应是已知的”内容，增加防止试样表面大面积晶格不完整以及要求测试前表面进行清洁处理的内容；——原标准6改为8，对选取试样的外延厚度的要求改为对衬底电阻率和谱图波数位置的要求，并增加8．3．5采用GB／T1552中规定的方法在对应的反面位置测试衬底电阻率；——原标准7改为9，增加极值波数和波长的转换公式。删除原7．2经验计算法内容；——原标准8改为10，增加多个实验室更广范围的测试数据分析结果；——原标准9改为11，试验报告中要求增加红外仪器的波数范围、掩模孔径、波数

4、扫描速度、波长和极值级数等内容。本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会(SAC／TC203／SC2)归口。本标准起草单位：宁波立立电子股份有限公司、信息产业部专用材料质量监督检验中心。本标准主要起草人：李慎重、何良恩、许峰、刘培东、何秀坤。本部分所代替的历次版本标准发布情况为：——GB／T14847—1993。1范围重掺杂衬底上轻掺杂硅外延层厚度的红外反射测量方法GB／T14847—2010本标准规定重掺杂衬底上轻掺杂硅外延层厚度的红外反射测量方法。本标准适用于衬底在23℃电阻率小于0．

5、020·cm和外延层在23℃电阻率大干0．1n·cm且外延层厚度大于2pm的n型和P型硅外延层厚度的测量；在降低精度情况下，该方法原则上也适用于测试0．5time2tim之间的12型和P型外延层厚度。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB／T1552硅外延层、扩散层和离子注入层薄层电阻的测定直排四探针法GB／T6379．2测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第2部分：确

6、定标准测量方法重复性与再现性的基本方法GB／T14264半导体材料术语3术语和定义GB／T14264界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3．1折射率indexofrefraction入射角的正弦相对折射角的正弦的比率。这里的入射角和折射角是指表面法线和红外光束的夹角。对电阻率大于0．1n·em硅材料，当波长范围为6pm～40tLm时，相对空气的该比值为3．42，该值可由斯涅尔(Snell)定律求出。4方法提要4．1衬底和外延层光学常数的差异导致试样反射光谱出现连续极大极小特征谱的光学干涉现象，根据反射光谱中

7、极值波数、外延层与衬底光学常数和红外光束在试样上的入射角计算外延沉积层厚度。4．2假设外延层的反射率n。相对波长是独立的。4．3当外延层表面反射的光束和衬底界面反射的光束的光程差是半波长的整数倍时，反射光谱中可以观察到极大极小值。参见图1，从c和D点出射的光束的相位差8为式(1)：a一[型竿盟卜(半)¨^⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)式中：A——真空波长’n1-外延层反射率，其可将外延层中的光程长转换成等价的真空光程长；GB／T14847--2010≠厂A点相位移；≠rB点相位移。AB，BC和AD是如图1所示的间距，它们

8、和^单位相同。4．4根据图1，很明显有式(2)：AB+BC4．5由斯涅尔(Snell)定律得式(3)：4．6级数P定义为式(4)：图1平面示意圈夏2刀TAD=2Ttan∥sin口⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”(2)p=kzⅡ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“(4)4．7若观察到干涉振幅的两个极值，由式(1)、式(2)、式(3)、式(4)得到相应的级数P，和P：如式(5)：耻降孕+学觚一肾卜警⋯⋯“s，式中，习惯上，A->^。且P。